CN111804094A - 一种新型烟尘净化系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种新型烟尘净化系统，包括：依次连通的烟气储存区、超声波净化区以及沉降区；烟尘通过吸尘管通入至烟气储存区，再通过定量输送泵将烟尘定量输入至超声波净化区中进行沉降，将沉降的液滴与烟尘通过机械泵输入沉降区中进行三级净化；超声波净化区包括：超声净化箱体、超声波发生器以及环形水雾喷头；超声波发生器向超声净化箱体中持续发出超声波，环形水雾喷头设在超声净化箱体的顶部。该系统克服现有技术中的机械式振打式除尘装置的能耗高，噪音大，脉冲喷吹式除尘必须是高压起源的条件，安全性不高且使用范围不广；由于技术等原因，现主要阶段只是做到了简单的室内排风，并未将烟尘真正净化的问题。
Description
技术领域
本发明涉及烟尘净化技术领域，具体地，涉及一种新型烟尘净化系统。
背景技术
工业的迅猛发展导致了环境的污染，首当其冲的是近些年来由PM10/PM2.5引发的环境及人类的健康问题。PM10/PM2.5的一个主要来源是污染源的直接排放，如汽车尾气、工业废气的排放，各种燃料的燃烧，发电、冶金等各种工业过程及供热、烹调过程中烟气的排放。另一些则是由环境空气中硫氧化物、氮氧化物、挥发性有机化合物及其他化合物互相作用形成的细小颗粒物。
随着人们对环境保护意识的进一步提高，保护坏境是我们未来发展的首要规则，然而仍存在不可避免的污染产生，例如在焊接过程中焊接过程产生大量的热量，并且总是产生能够悬浮在空气中的气态有害物和非常小的颗粒有害物，焊接烟尘是焊接材料在焊接过程中产生的粉尘颗粒和有害性气体，焊接烟尘颗粒物尺寸极小，焊接烟尘的粒径在0.01～0.4μm范围内，而以0.lμm左右的居多。
但是现有技术中的机械式振打式除尘装置的能耗高，噪音大，而形成的机器损害也大，脉冲喷吹式必须是高压起源的条件，安全性不高且使用范围不广；由于技术等原因，现主要阶段只是做到了简单的室内排风，并未将烟尘真正净化。
因此，提供一种在使用过程中可以对焊接过程中产生的烟尘进行有效而彻底的清除，而且容易实现，且安全性也有保障的新型烟尘净化系统是本发明亟需解决的问题。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的是克服现有技术中的机械式振打式除尘装置的能耗高，噪音大，而形成的机器损害也大，脉冲喷吹式除尘必须是高压起源的条件，安全性不高且使用范围不广；由于技术等原因，现主要阶段只是做到了简单的室内排风，并未将烟尘真正净化的问题，从而提供一种在使用过程中可以对焊接过程中产生的烟尘进行有效而彻底的清除，而且容易实现，且安全性也有保障的新型烟尘净化系统。
为了实现上述目的，本发明提供了一种新型烟尘净化系统，所述系统包括：依次连通的烟气储存区、超声波净化区以及沉降区；
烟尘通过吸尘管通入至所述烟气储存区，再通过定量输送泵将烟尘定量输入至所述超声波净化区中进行沉降，将沉降的液滴与烟尘通过机械泵输入所述沉降区中进行三级净化；其中，
所述超声波净化区包括：超声净化箱体、超声波发生器以及环形水雾喷头；所述超声波发生器向所述超声净化箱体中持续发出超声波，所述环形水雾喷头设置在所述超声净化箱体的顶部，以向所述超声净化箱体内持续输送水雾。
优选地，所述环形水雾喷头包括：喷头本体和雾化器；所述喷头本体的侧面间隔设置有多个所述雾化器
优选地，所述雾化器与所述喷头本体之间为螺纹式连接。
优选地，所述吸尘管的端部螺纹式连接有过滤器
优选地，所述过滤器的内部设置有活性炭层和聚四氟乙烯薄膜层。
优选地，所述烟气储存区包括：储存仓、真空泵、真空表，所述吸尘管的一端有所述储存仓的输入口相连通，所述储存仓的输出口与所述超声净化箱体的输入口相连通，所述真空表设置在所述储存仓的顶部，用于测量所述储存仓中烟尘压力大小，所述真空泵设置在所述吸尘管上。
优选地，所述沉降区包括：依次连通的第一净化水箱、第二净化水箱以及第三净化水箱；所述超声净化箱体的底部通过导液管与所述第一净化水箱相连通，所述第三净化水箱通过分液管一端与所述环形水雾喷头相连通，另一端输送至收集区；且所述分液管上还设置有增压泵，以将所述第三净化水箱净化后的水输送至所述环形水雾喷头中。
根据上述技术方案，本发明提供的新型烟尘净化系统在使用时的有益效果为：在超声波发生器及环形水雾喷头的作用下，水在较高压强之下，随喷头向四周发射，环形水雾喷头设计于装置顶部，球形设计，加快液滴与烟尘的接触，因此一旦烟尘被吸入超声净化箱体，则其基本都是被净化掉，不会排出空气中的。本发明的系统使得除尘净化的效果更加彻底。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的一种优选的实施方式中提供的新型烟尘净化系统的结构示意图；
图2是本发明的一种优选的实施方式中提供的环形水雾喷头的结构示意图；
图3是本发明的一种优选的实施方式中提供的过滤器的结构示意图。
附图标记说明
1过滤器 2真空泵
3储存仓 4真空表
5定量输送泵 6超声波发生器
7超声净化箱体 8环形水雾喷头
9机械泵 10第一净化水箱
11增压泵 12吸尘管
13第二净化水箱 14第三净化水箱
15分液管 801喷头本体
802雾化器
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、内、外”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
如图1-3所示，本发明提供了一种新型烟尘净化系统，所述系统包括：依次连通的烟气储存区、超声波净化区以及沉降区；
烟尘通过吸尘管12通入至所述烟气储存区，再通过定量输送泵5将烟尘定量输入至所述超声波净化区中进行沉降，将沉降的液滴与烟尘通过机械泵9输入所述沉降区中进行三级净化；其中，
所述超声波净化区包括：超声净化箱体7、超声波发生器6以及环形水雾喷头8；所述超声波发生器6向所述超声净化箱体7中持续发出超声波，所述环形水雾喷头8设置在所述超声净化箱体7的顶部，以向所述超声净化箱体7内持续输送水雾。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述环形水雾喷头8包括：喷头本体801和雾化器802；所述喷头本体801的侧面间隔设置有多个所述雾化器802
在上述方案中，所述喷头本体801将输入的水分流至各个所述雾化器802中，所述雾化器802将其雾化后输入至所述超声净化箱体7中，以对内部的烟尘进行雾化沉降。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述雾化器802与所述喷头本体801之间为螺纹式连接。
在上述方案中，该连接方式方便对所述雾化器802进行拆装，从而方便对于进行定期检查、清洗和更换，从而保证雾化的效果。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述吸尘管12的端部螺纹式连接有过滤器1；过滤器采用可拆卸设计，与吸尘管螺纹连接，方便更换与清理。同时在过滤器外延部分为活性炭层和聚四氟乙烯薄膜层，利于烟尘的吸附和过滤；本设计能滤去1μm以上的烟尘，为后续净化减轻作用负担，同时对设备的维护起到了保护的作用。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述烟气储存区包括：储存仓3、真空泵2、真空表4，所述吸尘管12的一端有所述储存仓3的输入口相连通，所述储存仓3的输出口与所述超声净化箱体7的输入口相连通，所述真空表4设置在所述储存仓3的顶部，用于测量所述储存仓3中烟尘压力大小，所述真空泵2设置在所述吸尘管12上。
在上述方案中，所述真空泵2用于将所述吸尘管12中的烟尘输送至所述超声净化箱体7中，所述真空表4用于检测内部的压力，从而有效地控制所述超声净化箱体7中烟尘的量，以便于保证净化的效率，也防止压力过大造成爆炸等危险。
在本发明的一种优选的实施方式中，所述沉降区包括：依次连通的第一净化水箱10、第二净化水箱13以及第三净化水箱14；所述超声净化箱体7的底部通过导液管与所述第一净化水箱10相连通，所述第三净化水箱14通过分液管15一端与所述环形水雾喷头8相连通，另一端输送至收集区；且所述分液管15上还设置有增压泵11，以将所述第三净化水箱14净化后的水输送至所述环形水雾喷头8中。
在上述方案中，通过至少三次三级净化，以将沉降后的液滴重新净化干净，而且净化后的水还可以用于雾化沉降，当然也可以收集起来，这样水资源得到了循环使用，在一方面节约了水资源。
根据上述内容，本发明提供的新型烟尘净化系统的工作原理为：烟尘通入所述吸尘管12中进行处理过滤，再通入至所述储存仓3中，然后定时定量的输入至所述超声净化箱体7中，所述环形水雾喷头向箱体中输送水雾，所述超声波发生器向所述箱体中发送超声波，以加速内部烟尘的运动，当烟尘与液滴相撞时，烟尘就会随液滴沉降，沉降的液滴于烟尘通过机械泵输入净化池，净化池通过三级净化随后沉降过后的水又可以循环使用。
对于所述超声波发生器6：是把市电转换成与超声波换能器相匹配的高频交流电信号，驱动超声波换能器工作。大功率超声波电源从转换效率方面考虑一般采用开关电源的电路形式。超声波电源分为自激式和它激式电源，自激式电源称为超声波模拟电源，它激式电源称为超声波发生器。
超声波发生器来产生一个特定频率的信号，这个信号可以是正弦信号，也可以是脉冲信号，这个特定频率是换能器工作的频率。
超声波设备一般使用的超声波频率为20KHz、25KHz、28KHz、33KHz、40KHz、60KHz、80KHz、100KHz或以上尚未大量使用。
根据超声波的有关计算，声速I与P的关系为：
式中：v为声速，取340m/s；ρ为空气密度，在本设计中取1.29kg/m3。超声波发生器的频率为100KHZ，产生有效超声波的声压级为350dB。该净化仓内的有效容积为7000cm3。
对于所述真空泵2：本申请的系统中不同于普遍的车间换气系统，本设计方便移动，可接近于焊接处，大大降低了风机的功率作用。以在不影响焊接操作的情况下，取区域面积为：
10×10×10＝1000m3
所在区域的每小时所需风量大约为1000×3000m3。根据风机计算公式：
风机功率(KW)＝风量(m3/h)×风压(Pa)/(3600×风机功率×机械传动效率×1000)
取风机全压1500pa，风机效率取0.8，机械传动效率取0.98。
取1.6KW。
对于本发明提供的系统可以起到节能减排作用：
在超声波及雾化液滴作用下，水在较高压强之下，随喷头向四周发射，雾化喷头设计于装置顶部，球形设计，加快液滴与烟尘的接触。因此一旦烟尘被吸入净化仓，则其基本都是被净化掉。不会排出空气中的。本设计主要特点类似于湿式除尘技术，但也具有较大的差异，加入超声波作用使得系统更加的完善，除尘更加彻底。焊接烟尘净化率实验结构结合计算可归结为下表2所示。
表2烟尘治理效果如下：
以产生烟尘较多的CO2气体保护焊为例，进行了具体的数据分析，二氧化碳气体保护焊作为熔焊方法中的一种，是以82％氩气和18％二氧化碳这两种混合气为保护气体，进行保护焊接的方法。二氧化碳气体保护焊的有害气体排放非常之大，对空气污染非常严重，且污染种类繁多。以下表3为CO2气体保护焊的烟尘产生情况，表4是根据《大气污染物综合排放标准》的排放指标。
表3 CO2气体保护焊的烟尘产生情况如下：
表4大气污染物综合排放标准如下：
由上表我们不难发现，在持续作业，加工量大的CO2气体保护焊车间，污染排放肯定是不达标的，必须进行有效的净化，才能保证操作人员的安全，同时也能加快作业效率。根据本设计我们进行了部分实验以及对试验后数据做了有效处理，以一3×3×3＝9m3房间为例，最终得到了以下表5的结果。
表5净化数据统计如下：
综上所述，本发明提供的新型烟尘净化系统克服现有技术中的机械式振打式除尘装置的能耗高，噪音大，而形成的机器损害也大，脉冲喷吹式除尘必须是高压起源的条件，安全性不高且使用范围不广；由于技术等原因，现主要阶段只是做到了简单的室内排风，并未将烟尘真正净化的问题。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (7)
1.一种新型烟尘净化系统，其特征在于，所述系统包括：依次连通的烟气储存区、超声波净化区以及沉降区；
烟尘通过吸尘管(12)通入至所述烟气储存区，再通过定量输送泵(5)将烟尘定量输入至所述超声波净化区中进行沉降，将沉降的液滴与烟尘通过机械泵(9)输入所述沉降区中进行三级净化；其中，
所述超声波净化区包括：超声净化箱体(7)、超声波发生器(6)以及环形水雾喷头(8)；所述超声波发生器(6)向所述超声净化箱体(7)中持续发出超声波，所述环形水雾喷头(8)设置在所述超声净化箱体(7)的顶部，以向所述超声净化箱体(7)内持续输送水雾。
2.根据权利要求1所述的新型烟尘净化系统，其特征在于，所述环形水雾喷头(8)包括：喷头本体(801)和雾化器(802)；所述喷头本体(801)的侧面间隔设置有多个所述雾化器(802)。
3.根据权利要求2所述的新型烟尘净化系统，其特征在于，所述雾化器(802)与所述喷头本体(801)之间为螺纹式连接。
4.根据权利要求1所述的新型烟尘净化系统，其特征在于，所述吸尘管(12)的端部螺纹式连接有过滤器(1)。
5.根据权利要求4所述的新型烟尘净化系统，其特征在于，所述过滤器(1)的内部设置有活性炭层和聚四氟乙烯薄膜层。
6.根据权利要求1所述的新型烟尘净化系统，其特征在于，所述烟气储存区包括：储存仓(3)、真空泵(2)、真空表(4)，所述吸尘管(12)的一端有所述储存仓(3)的输入口相连通，所述储存仓(3)的输出口与所述超声净化箱体(7)的输入口相连通，所述真空表(4)设置在所述储存仓(3)的顶部，用于测量所述储存仓(3)中烟尘压力大小，所述真空泵(2)设置在所述吸尘管(12)上。
7.根据权利要求1所述的新型烟尘净化系统，其特征在于，所述沉降区包括：依次连通的第一净化水箱(10)、第二净化水箱(13)以及第三净化水箱(14)；所述超声净化箱体(7)的底部通过导液管与所述第一净化水箱(10)相连通，所述第三净化水箱(14)通过分液管(15)一端与所述环形水雾喷头(8)相连通，另一端输送至收集区；且所述分液管(15)上还设置有增压泵(11)，以将所述第三净化水箱(14)净化后的水输送至所述环形水雾喷头(8)中。
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